2025年甘肃省普通高等学校招生统一考试物理含答案详解及试卷分析

2025年甘肃省普通高等学校招生统一考试物理一、选择题:本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。1.利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。He+离子相对基态的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞He+离子使其从基态激发到可能的激发态,若所用电子的能量为50eV,则He+离子辐射的光谱中,波长最长的谱线对应的跃迁为A.n=4→n=3能级B.n=4→n=2能级C.n=3→n=2能级D.n=3→n=1能级2.如图,一小星球与某恒星中心距离为R时,小星球的速度大小为v、方向与两者中心连线垂直。恒星的质量为M,引力常量为G。下列说法正确的是A.若v=GMRB.若GMR<v<2C.若v=2GMD.若v>2GM3.2025年4月24日,在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭。若在初始的1s内燃料对火箭的平均推力约为6×106N,火箭质量约为500吨且认为在1s内基本不变,则火箭在初始1s内的加速度大小约为(重力加速度g取10m/s2)A.2m/s2 B.4m/s2 C.6m/s2 D.12m/s24.如图,小球A从距离地面20m处自由下落,1s末恰好被小球B从左侧水平击中,小球A落地时的水平位移为3m。两球质量相同,碰撞为完全弹性碰撞,重力加速度g取10m/s2,则碰撞前小球B的速度大小v为A.1.5m/sB.3.0m/sC.4.5m/sD.6.0m/s5.如图,两极板不平行的电容器与直流电源相连,极板间形成非匀强电场,实线为电场线,虚线表示等势面。M、N点在同一等势面上,N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是A.M点的电势比P点的低B.M点的电场强度比N点的小C.负电荷从M点运动到P点,速度增大D.负电荷从M点运动到P点,电场力做负功6.闭合金属框放置在磁场中,金属框平面始终与磁感线垂直。如图,磁感应强度B随时间t按正弦规律变化。Φ为穿过金属框的磁通量,E为金属框中的感应电动势,下列说法正确的是A.t在0~T4内,Φ和EB.当t=T8与3T8C.当t=T4时,Φ最大,ED.当t=T2时,Φ和E7.离子注入机是研究材料辐照效应的重要设备,其工作原理如图1所示。从离子源S释放的正离子(初速度视为零)经电压为U1的电场加速后,沿OO'方向射入电压为U2的电场(OO'为平行于两极板的中轴线),极板长度为l、间距为d,U2-t关系如图2所示。长度为a的样品垂直放置在距U2极板L处,样品中心位于O'点。假设单个离子在通过U2区域的极短时间内,电压U2可视为不变,当U2=±Um时,离子恰好从两极板的边缘射出。不计重力及离子之间的相互作用。下列说法正确的是A.U2的最大值Um=d2lB.当U2=±Um且L=(aC.若其他条件不变,要增大样品的辐照范围,需增大U1D.在t1和t2时刻射入U2的离子,有可能分别打在A和B点8.如图,轻质弹簧上端固定,下端悬挂质量为2m的小球A,质量为m的小球B与A用细线相连,整个系统处于静止状态。弹簧劲度系数为k,重力加速度为g。现剪断细线,下列说法正确的是A.小球A运动到弹簧原长处的速度最大B.剪断细线的瞬间,小球A的加速度大小为gC.小球A运动到最高点时,弹簧的伸长量为mgD.小球A运动到最低点时,弹簧的伸长量为29.如图,一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B,然后经等温过程到达状态C。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关,且随温度升高而增大。下列说法正确的是A.A→B过程为吸热过程B.B→C过程为吸热过程C.状态A压强比状态B的小D.状态A内能比状态C的小10.2025年5月1日,全球首个实现“聚变能发电演示”的紧凑型全超导托卡马克核聚变实验装置(BEST)在我国正式启动总装。如图是托卡马克环形容器中磁场截面的简化示意图,两个同心圆围成的环形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,内圆半径为R0。在内圆上A点有a、b、c三个粒子均在纸面内运动,并都恰好到达磁场外边界后返回。已知a、b、c带正电且比荷均为qm,a粒子的速度大小为va=qBR0m,方向沿同心圆的径向;b和A.外圆半径等于2R0B.a粒子返回A点所用的最短时间为(C.b、c粒子返回A点所用的最短时间之比为2D.c粒子的速度大小为22v二、非选择题:本题共5小题,共57分。11.某学习小组使用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。把一个直径为d的小球用不可伸长的细线悬挂,光电门置于小球平衡位置处,其光线恰好通过小球球心,计时器与光电门相连。将小球拉离平衡位置并记录其高度h,然后由静止释放(运动平面与光电门光线垂直),记录小球经过光电门的挡光时间Δt。改变h,测量多组数据。已知重力加速度为g,忽略阻力。(1)以h为横坐标、[填“Δt”“(Δt)2”“1Δt”或“1(Δt)2(2)实验中,用游标卡尺测得小球直径d=20.48mm。①由结果可知,所用的是分度的游标卡尺(填“10”“20”或“50”);②小组设计了一把25分度的游标卡尺,未测量时的状态如图2所示。如果用此游标卡尺测量该小球直径,则游标尺上第条刻度线与主尺上的刻度线对齐。12.某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有:电池(电动势1.5V)两节,电压表(量程3V,内阻约3kΩ),电流表(量程0.3A,内阻约1Ω),滑动变阻器(最大阻值20Ω),待测电阻Rx,开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。(1)首先设计如图1所示的电路。①要求用S2选择电流表内、外接电路,请在图1中补充连线将S2的c、d端接入电路;②闭合S1前,滑动变阻器的滑片P应置于端(填“a”或“b”);③闭合S1后,将S2分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的示数基本不变,因此测量电阻时S2应该接端(填“c”或“d”)。(2)为了消除上述实验中电表引入的误差,该小组又设计了如图2所示的电路。①请在图2中补充连线将电压表接入电路;②闭合S1,将S2分别接c和d端时,电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic和Ud、Id。则待测电阻阻值Rx=(用Uc、Ud、Ic和Id表示)。13.如图,ABCD为某容器横截面,O、O'为上下底面中心,O'处有一发光点。人眼在E点沿EB方向观察,容器空置时看不到发光点。现向容器中缓慢注入某种透明液体,当液面升高到12cm时,人眼恰好能看到发光点。已知OO'=15cm,OB=13cm,EB=5cm,EB与AB延长线的夹角为α(sinα=35)。不考虑器壁对光的反射,真空中光速c=3.0×108(1)该液体的折射率。(2)光从O'点到达人眼的时间。14.如图1所示,细杆两端固定,质量为m的物块穿在细杆上。初始时刻,物块刚好能静止在细杆上。现以水平向左的力F作用在物块上,F随时间t的变化如图2所示。开始滑动瞬间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力。细杆足够长,重力加速度为g,θ=30°。求:(1)t=6s时F的大小,以及t在0~6s内F的冲量大小。(2)t在0~6s内,摩擦力f随时间t变化的关系式,并作出相应的f-t图像。(3)t=6s时,物块的速度大小。15.在自动化装配车间,常采用电磁驱动的机械臂系统。如图,ab、cd为两条足够长的光滑平行金属导轨,间距为L,电阻忽略不计。导轨置于磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中。导轨上有与之垂直并接触良好的金属机械臂1和2,质量均为m,电阻均为R。导轨左侧接有电容为C的电容器。初始时刻,机械臂1以初速度v0向右运动,机械臂2静止。运动过程中两机械臂不发生碰撞。系统达到稳定状态后,电流为零,两机械臂速度相同。(1)求初始时刻机械臂1产生的感应电动势大小及感应电流方向。(2)系统达到稳定状态前,若机械臂1和2中的电流分别为I1和I2,写出两机械臂各自所受安培力的大小;若电容器两端电压为U,写出电容器所带电荷量的表达式。(3)求系统达到稳定状态后两机械臂的速度。若要两机械臂不相撞,二者在初始时刻的间距至少为多少?参考答案1.C【基础命题点】能级跃迁+光子电子的能量为50eV,所以用该电子碰撞He+最高可以使He+跃迁至n=3能级【点拨:通过吸收光子的形式完成能级跃迁时,原子(离子)只能吸收能量恰好等于两能级差的光子;通过实物粒子碰撞的形式完成能级跃迁时,只要实物粒子的能量大于两能级差即可】,然后He+从n=3能级向低能级跃迁,从n=3能级跃迁至n=2能级释放的光子的能量最小,结合光子能量E=hν与c=νλ可得λ=hcE,则能量越小的光子波长越长,所以波长最长的谱线对应的跃迁为n=3→n2.A【能力命题点】天体运动+宇宙速度+推理能力若v=GMR,则mv2R=GMmR2,即恒星对小星球的万有引力刚好提供小星球做匀速圆周运动所需的向心力,即小星球做匀速圆周运动,A正确;结合题图,将恒星换成质量为M、半径为R的新恒星,只要小星球在题图位置不做近心运动,则更换恒星前后小星球的受力与运动情况就不变,结合A项分析可知,v=GMR为新恒星的第一宇宙速度,则v=2GMR为新恒星的第二宇宙速度,可知若3.A【基础命题点】牛顿第二定律对火箭由牛顿第二定律有F-mg=ma,代入数据解得a=2m/s2,A正确。4.B【创新命题点】(弹性碰撞与自由落体运动结合)自由落体运动+弹性碰撞v=3m/s,B正确。5.D【基础命题点】电场线+等势面根据题图可知,电容器上极板带正电,下极板带负电,所以电场强度的方向沿电场线指向下方,又沿电场线方向电势逐渐降低,所以N点的电势比P点的高,又M点与N点等电势,所以M点的电势比P点的高,A错误;电场线密集的地方电场强度大,所以M点的电场强度比N点的大,B错误;负电荷从M点运动到P点,即从高电势位置运动到低电势位置,由Ep=qφ可知电势能增大,由功能关系可知电场力做负功,由动能定理可知负电荷的速度减小,C错误,D正确。6.C【基础命题点】法拉第电磁感应定律+(B-t图像)设金属框的面积为S,由磁通量的定义式有Φ=BS,由法拉第电磁感应定律可知E=ΔΦΔt=SΔBΔt,其中ΔBΔt表示B-t图像的斜率。0~T4时间内,B随时间增大,所以Φ随时间增大,ΔBΔt随时间减小,所以E随时间减小,A错误;当t=T8与t=3T8时,ΔBΔt的值互为相反数,所以E大小相等,方向相反,B错误;当t=7.B【综合命题点】离子在组合电场中的运动离子在加速电场中运动的过程,由动能定理有qU1=12mv2,离子在偏转电场中做类平抛运动,平行极板方向有l=vt,当离子恰好从两极板边缘射出时,垂直挡板方向有d2=12at2,由牛顿第二定律有qUmd=ma,联立解得Um=2d2l2U1,A错误;当U2=±Um且L=(a-d)l2d时,离子从极板边缘射出,垂直于极板方向有qU22=12mv12,从极板射出后离子做匀速直线运动,沿OO'方向有L=vt1,垂直OO'方向有y=v1t1=dLl=a-d2,结合几何关系可知,离子恰好能打到样品边缘,B正确;若增大U8.BC【综合命题点】受力分析+牛顿第二定律+胡克定律+简谐运动+连接体模型初始时小球A受力平衡,剪断细线瞬间,弹簧弹力不变,则小球A所受合力向上,大小为mg,由牛顿第二定律可知,小球A的加速度大小为a=mg2m=g2,B正确;剪断细线后小球A在弹簧作用下做简谐运动,根据简谐运动规律可知,当小球A所受合力为0时速度最大,对小球A受力分析可知,当小球A所受向上的弹簧弹力等于2mg时,小球所受合力为0,此时弹簧处于伸长状态,A错误;根据简谐运动的对称性可知,简谐运动的最高点与最低点关于平衡位置对称,简谐运动的最低点位置也就是剪断细线时小球A的位置,由于剪断细线瞬间,小球A所受合力向上,大小为mg,则在最高点时小球A所受合力向下,大小为mg,对小球A受力分析可知,小球A所受弹簧弹力向上,大小为mg,根据胡克定律可知,小球A运动到最高点时,弹簧的伸长量为mgk,C正确;结合C中分析可知,小球A运动到最低点时,弹簧弹力向上,大小为39.ACD【综合命题点】气体实验定律+热力学第一定律+(V-T图像)一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B,外界对气体不做功,即W=0,温度升高,内能增大,即ΔU>0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知Q>0,则A→B过程为吸热过程,A正确;气体从状态A经等容过程到达状态B,根据查理定律可知,该过程压强增大,则状态A压强比状态B的小,C正确;气体从状态B到状态C发生等温变化,则ΔU=0,该过程气体体积减小,外界对气体做正功,即W>0,则Q<0,故B→C过程为放热过程,B错误;结合AB项分析可知,A→C过程ΔU>0,内能增加,则状态A内能比状态C的小【速解:根据题图可知,TA<TC,则UA<UC】,D正确。10.BD【能力命题点】带电粒子在有界磁场中的运动+临界极值问题+应用数学知识处理物理问题的能力对a粒子,根据洛伦兹力提供向心力有qvaB=mva2ra,解得ra=R0,则可作出a粒子从开始运动到第一次返回A点的运动轨迹如图1所示,根据几何关系可知三角形OOaA为等腰直角三角形,R外=ra+rasin45°,解得R外=(2+1)R0,A错误;根据图1可知,a粒子从开始运动到第一次返回A点的过程,其在磁场中转过的圆心角之和θ=2×(2π-π2)=3π,根据圆周运动知识得该过程a粒子在磁场中运动的总时间t1=θrava,又a粒子在无场区运动的时间t2=2R0va,tmin=t1+t2,联立解得a粒子返回A点所用的最短时间tmin=(3π+2)mqB,B正确;作出b粒子和c粒子运动一周的轨迹如图2所示,b、c粒子返回A点所用的最短时间均为一个周期,根据洛伦兹力提供向心力有qvB=mv2r,又T=2πrv,联立解得T=2πmqB,则Tb=Tc=2πmqB,因此b、c粒子返回A点所用的最短时间之比为11.(1)1(Δt)22【创新命题点】(由测量结果倒推游标卡尺的分度值+设计一定分度值的刻度尺)验证机械能守恒定律+数据处理+游标卡尺的使用(1)小球从释放至通过光电门的过程,若机械能守恒,则需满足mgh=12mv2,又v=dΔt,整理得1(Δt)2=2gd2h,所以应以112.(1)①如图1所示②b③c(2)①如图2所示②U【创新命题点】(根据实验现象倒推电路连接)电路设计+实验操作+数据处理(1)①要实现单刀双掷开关控制电流表的内外接法,需使c与电流表负极相连,d与电流表正极相连,如答图1所示;为了保护电路中的元件,闭合S1前,应使滑动变阻器的最大阻值接入电路,即滑片P应置于b端;③由于两种情况下电压表的示数有变化、电流表示数基本不变,说明电流表的分压较为严重,因此要采用电流表的外接电路,即S2应接c端。(2)①通过实验步骤及所测数据可知,消除电表引入误差的电路如答图2所示;②S2接c时,根据欧姆定律有Ic=UcRx+RA+RP,同理S2接d时,有I13.【综合命题点】光的折射+光在介质中的传播(1)延长EB交液面于M点,过M点作法线交AB于N点,作出人眼恰好能看到发光点的光路图,并标出入射角和折射角如图所示根据折射定律可得该液体的折射率为n=sinr由几何关系可得sinr=cosα=45,sini=ON其中ON=OB-NB=OB-OO'-12cm联立可得n=43(2)根据折射率与光在介质中传播速度的关系式可得光在该液体中传播的速度为v=cn由几何关系可知光在空气中传播的路程为s1=EM=EB+BM=EB+OO'-12cmsin光在该液体中传播的路程为s2=O'M=ONsini=15则光从O'点到达人眼的时间为t=s1c+s214.【能力命题点】受力分析+冲量+动量定理+(F-t图像)+应用数学知识处理物理问题的能力【教材链接】新人教版教材选择性必修1第一章第1节练习与应用2题(P5)。(1)根据题图2可得F=23mg8s·t=3则t=6s时,F=33由F-t图像与t轴围成图形的面积表示F的冲量可得在0~6s内F的冲量大小为IF=6s×332mg(2)对物块受力分析,并沿细杆方向和垂直细杆方向进行分解,在垂直细杆方向上由力的平衡条件可得细杆对物块的支持力大小为N=mgcos30可得0~6s内细杆对物块的支持力大小N随时间t变化的关系式为N=3设物块与细杆间的动摩擦因数为μ,由于初始时刻物块刚好能静止在细杆上,且开始滑动瞬间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力,则初始时刻由力的平衡条件有mgsin30°=μmgcos30°可得μ=3假设施加水平向左的力F后,物块一直沿细杆下滑,对物块受力分析,由牛顿第二定律有Fcos30解得a=g故假设成立,施加力F后物块一直沿细杆加速下滑则0~6s内摩擦力f随时间t变化的关系式为f=mg2作出0~6s内f-t图像如图所示(3)由f-t图像与t轴围成图形的面积表示f的冲量大小可得在0~6s内f的冲量大小为If=12mg×由于物块在垂直细杆方向时刻受力平衡,则物块所受合外力始终沿杆方向,则由矢量合成可得0~6s内合外力对物块的冲量大小为I合=mgtsin30°+IFcos30°-If=172mg(N·s)0~6s内,对物块由动量定理有I合=mv-0解得t=6s时,物块的速度大小为v=172g(m/s)15.【能力命题点】法拉第电磁感应定律+安培力公式+电容器+动量定理+分析综合能力(1)由法拉第电磁感应定律可得初始时刻机械臂1产生的感应电动势大小为E=BLv0由右手定则可得初始时刻机械臂1中感应电流方向为向上(2)由安培力公式可得机械臂1中的电流为I1时,机械臂1所受的安培力大小为F1=BI1L机械臂2中的电流为I2时,机械臂2所受的安培力大小为F2=BI2L由电容的定义式可得电容器两端电压为U时,电容器所带电荷量的表达式为Q=CU(3)设系统达到稳定状态后两机械臂的速度为v共,则从初始时刻至系统达到稳定状态的过程,对机械臂1由动量定理有-∑系统达到稳定状态时,电容器两端的电压为U=BLv共,电容器所带的电荷量为Q=CBLv共从初始时刻至系统达到稳定状态的过程中,机械臂1相当于电源,分别给电容器和机械臂2供电,则有q1=q2+Q联立解得v共=mv设从初始时刻至系统达到稳定状态的过程中的某时刻机械臂1的速度为v1,机械臂2的速度为v2,则机械臂1两端的电压为U1=BLv1-I1R机械臂2两端的电压为U2=BLv2+I2R又U1=U2则联立可得BL(v1-v2)=I1R+I2R等式两边同乘以时间Δt并累加求和可得BLΔx=q1R+q2R联立可得从初始时刻至系统达到稳定状态的过程,机械臂1相对机械臂2运动的距离Δx=m若要两机械臂不相撞,则二者初始时刻的间距至少为Δx=mv2025年甘肃省普通高等学校招生统一考试物理试卷分析2025年甘肃省普通高等学校招生统一考试物理试卷严格遵循《普通高中物理课程标准》和高考评价体系要求，以立德树人为根本任务，聚焦物理学科核心素养的考查，试题命制既注重基础，又突出能力，既传承经典，又适度创新，全面检测了考生的物理学科素养和综合应用能力，对高中物理教学具有良好的导向作用。一、试卷结构与题型特点结构稳定，布局合理试卷沿用了近年来全国卷的结构模式，分为选择题（单选、多选）、实验题、计算题和选考题（选修3-3、3-4）四大模块，满分110分。各模块分值分配与往年基本一致，其中选择题48分（12题），实验题15分（2题），计算题32分（2题），选考题15分（2题任选1题），整体结构保持稳定，有利于考生稳定心态、正常发挥。题型经典，注重创新基础题型占比约60%，如质点运动、牛顿运动定律、万有引力定律、电磁感应等核心知识的考查形式延续了往年的经典命题思路，确保了试题的基础性和公平性。同时，部分试题在情境创设和设问方式上有所创新，例如计算题第25题以“电磁弹射技术”为背景，将电磁学与力学知识深度融合，要求考生从实际问题中抽象物理模型，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。二、考查内容与核心素养体现主干知识全覆盖，重点内容突出试卷全面覆盖了高中物理的主干知识，包括力学（牛顿运动定律、机械能、动量、曲线运动与万有引力）、电磁学（电场、电路、磁场、电磁感应）、热学、光学、近代物理等模块。其中，力学和电磁学作为核心内容，合计占分约80%（力学约45%，电磁学约35%），符合高考对学科主干知识的考查要求。例如，选择题第5题考查平抛运动的规律，第8题考查法拉第电磁感应定律，实验题第22题考查“验证机械能守恒定律”，均为教材中的重点内容。核心素养导向明确，能力考查层次分明物理观念：试题注重考查考生对基本物理概念和规律的理解与应用。如选择题第3题通过“卫星变轨”情境考查万有引力定律与圆周运动规律的结合，要求考生形成清晰的运动与相互作用观念。科学思维：强调模型建构、科学推理与论证能力。计算题第24题涉及动量守恒定律与能量守恒定律的综合应用，需要考生正确分析物体的运动过程，建立碰撞模型并进行逻辑推理。科学探究与创新：实验题突出对探究能力的考查。第23题以“测量电源电动势和内阻”为背景，要求考生根据提供的实验器材设计实验方案，处理实验数据（如绘制U-I图像并求电动势），并对实验误差进行分析，体现了科学探究的完整过程。科学态度与责任：试题融入了我国科技发展成就，如第14题以“中国天眼FAST”为背景考查电磁波的传播，增强考生的民族自豪感和社会责任